针对采用Mie 散射理论计算非球形粒子存在的缺陷，本文应用T-矩阵方法计算了不同等效球体积半径、不同复折射率、不同波长与不同长径比的随机取向圆柱体粒子的毫米波消光性能。结果表明，圆柱体粒子的消光效率因子峰值随着复折射率实部的增大而增大；随着复折射虚部的增大，圆柱体粒子的消光效率因子减小，吸收效率因子增大；随着毫米波波长的增大，圆柱体粒子的消光效率因子峰值大小不变，峰值的位置向着粒子较大的方向移动；圆柱体粒子长径比的变化主要影响其散射性能，对吸收性能影响很小。这些结论对改善圆柱体粒子的消光性能提供了解决方法，为毫米波干扰烟幕的设计提供了一定的理论基础。

为了提高激光制导**弹目视线仿真精度, 根据弹目视线仿真过程, 对实验室弹目视线角误差来源进行了分析, 基于误差合成理论, 建立了视线角误差模型, 给出了一种实验室视线角精度的整体评价标准, 并根据该评价标准运用遗传算法对视线运动系统的布局进行了最优化设计, 得到了视线角误差在漫反射屏上的分布图, 为弹目视线仿真提供参考, 从而提高视线角仿真精度。

利用圆孔阵列光强调制作用可以有效减弱光学窗口的“猫眼”效应, 同时也会对“猫眼”目标成像质量产生一定不利影响。考虑到利用调制传递函数 (MTF)可对光电仪器成像质量进行综合评价, 分别给出了测试望远系统和微光夜视系统 MTF的数学模型, 利用自行研制的光学仪器 MTF数字化检测系统, 实现了这两种典型“猫眼”目标 MTF的数字化检测。结果表明, 圆孔阵列在全空间频率上均使“猫眼”目标的 MTF有所下降, 且孔径较小、孔阵较密的圆孔阵列对“猫眼”目标 MTF的影响较小, 这为合理设计圆孔阵列结构以减小对“猫眼”目标成像质量的影响提供了可靠的实验数据。

针对激光主动探测技术对光电装备造成的探测威胁，在不改变光电装备光学结构以及有限“牺牲”成像质量的前提下，提出利用圆孔阵列的光强调制作用降低光电装备的“猫眼”效应，实现隐身。基于单孔衍射成像原理及空间平移效应，从理论上给出并仿真分析了圆孔阵列远场夫琅和费衍射的光强分布特性，利用实验的方法对圆孔阵列用于“猫眼”目标隐身的效果进行了验证。结果表明，利用圆孔阵列可实现对典型“猫眼”目标回波的光强调制并造成回波损耗，“猫眼”目标隐身效果明显。

针对激光半主动式制导炸弹导引信号形成过程的数学建模,通过对风标式激光导引头光学物理结构分析,本文研究了激光导引头制导信号产生的机理,提出光电建模与几何分析相结合的技术途径,综合应用四象限探测器光电建模和弹目空间与速度空间几何角度转换的方法,建立了速度追踪导引机制下完整的导引头数学模型;基于模型进行了激光半主动式制导炸弹导引回路数学仿真和半实物仿真实验.实验结果表明,在排除盲区、失调角影响因素外,数学仿真中应用导引头数学模型解算的导引信号与半实物仿真中激光导引头的实际输出信号一致,导引头数学模型是有效的,解决了激光导引头仿真中由定性研究转为定量研究问题.

在光电对抗系统中,激光干扰光电探测器的效能评估方法是有效实施光电干扰的关键.通过分析影响光电干扰效果的模糊因素,提出了激光干扰模糊评估的瞄准程度模型、能量密度模型、激光波长模型、脉冲宽度模型、大气环境模型、光电材料表面质量模型.通过单因素隶属度求解模糊关系矩阵,继而得出对光电干扰效果的综合模糊评估结果.给出了一个算例,计算结果表明,综合模糊评估方法能够有效实施光电干扰效能评估.

在Horn-Schunck和N.Ohta的传统光流法的基础上,提出了用于抑制光线影响的改进的光流法,并将其用在云爆弹的爆炸过程分析研究中,得到云爆弹爆炸云雾扩散速度这一重要参数指标.改进的方法运用自适应高斯核平滑滤波器,对所拍摄的图像序列进行平滑滤波处理,以平滑图像和降低随机噪声对图像处理的干扰.利用rgb彩色模型在白光照射下的不变性原理,将传统彩色图像光流法中的RGB彩色模型转换为rgb彩色模型,得到了一种新的可抑制光线变化影响光流场算法,以减少因光线变化而造成对目标的误检测的影响.以云爆弹为研究实例,采用改进的方法计算云爆弹爆炸云雾图片中各点光流,并提取了扩散云雾平均速度信息.实验所得图片中平均光流大小约2.5pixel/ms,经过参数换算得出云雾扩散速度为109.78m/s,取得了良好的效果.

提出了对两类光电成像系统干扰效果的评估准则.对观瞄用光电成像系统,可以根据对成像功能的损伤破坏程度将激光致盲干扰效果划分为四个等级,根据对目标识别的影响程度将烟幕干扰效果划分为三个等级.为定量评估烟幕对观瞄用光电成像系统的干扰效果,可以采用成像系统在实施干扰前后图像之间的相关函数作为评估指标,按照相关函数值的大小将干扰效果划分为三个等级.对跟踪用光电成像系统,可依据有干扰时成像系统能否输出有效跟踪误差以及跟踪误差是否超出正常跟踪精度的三倍判定干扰是否有效,并依据干扰成功率的大小划分干扰等级.

将C3I系统实时获取信息、传输信息、处理信息进行态势分析与估计,然后自动决策应用于光电干扰系统软件设计,能大幅度提高光电干扰系统的效能,从而提高战区C3I系统的攻击与防卫效能.首先描述光电干扰系统的功能需求,利用C4ISR与UML体系结构的高层处理过程提出UML建模的框架;接着应用UML遵循RUP的核心思想和基本原则对光电干扰系统软件进行了建模,逐步进行了需求收集、系统分析与系统设计,在每个过程均用一系列UML图来形象化地表示;最后提出了在建模过程中应注意的问题.利用已成为事实上标准并且符合人们思维习惯的UML进行系统建模,开发周期相对短,产品较丰富并且保证了系统开发和维护人员对系统的理解,系统分析、系统设计以及系统维护的一致性,更重要的是模型建立后可直接编程实现.

利用四路红外非制冷焦平面探测器、大视场光学系统、窄带滤光片和信号处理系统,构成了凝视成像激光探测与告警系统.光学系统采用三片式结构的广角镜头来实现大视场;使用先进的非球面光学设计技术,并以FPGA完成探测器响应信号的非均匀校正,以改善像质;通过光学系统的畸变校正,提高激光的探测方向精度;利用激光和背景强度之间的反差,通过激光目标检测算法进行告警.实验表明,该系统能在127°视场范围内对波长为1.315μm, 2.7μm, 3.8μm, 10.6μm的4种激光进行告警,探测功率密度范围为0.05～50mW/cm2,探测方向精度可达1°.